大学生课外学术科技作品竞赛作品简介

大学生课外学术科技作品竞赛作品简介

作品名称：HIE-Ⅱ型便携式粉体材料红外发射性能测试系统 学校名称：河北工业大学

学科类别：科技发明制作A 类

作者姓名：李慧文 赵利芳 陈清麟

作者学历：研究生

作品简介：

红外发射率是表征材料红外性能的重要指标，目前国内外已有的红外测试仪价格昂贵，体积庞大，操作过程复杂，仅适合于科研院所及大专院校使用。本作品发明者通过测试原理研究，结构设计，软件开发等技术研究，在国内外率先开发了一种可满足工矿企业现场勘测的便携式红外测试仪，该测试装置具有体积小、价格廉、操作简单、测试结果准确、软件智能化监控的特点，技术处于国际先进水平，在无机非金属矿物行业具有广阔应用前景。

该测试仪采用红外发射能量-传感器法测试粉体材料红外发射率，其测试原理为：

根据斯忒藩-波尔兹曼定律，黑体的辐射能力和热力学温度的关系为：4T E εσ=

其中：E 为辐射能力；

σ为斯忒藩-波尔兹曼常数；

ε为黑体的发射率，理论上黑体的ε=1

现将已知发射率的物质称为标样，因此：

4

11211T T k k σε-=标样 （1）

4

22212T T k k σε-=标样 （2） 其中：1标样ε 和2标样ε为已知的两种标样发射率；

1T 和2T 为两种标样的表面温度（℃）

将计算（1）、（2）式后得到的21k k 和值代入下面的（3）式中：

43

321T T k k σε-=样品 （3） 即可求得待测样品的发射率，

其中：样品ε为样品发射率；3T 为样品的表面温度（℃）。

下图为HIE-Ⅱ型便携式粉体材料红外发射性能测试系统测试原理图。测试过程是通过红外传感器得到的加热后待测粉体表面和标样材料表面的温度大小，由公式（3）即可求出待测粉体的红外发射率，之后再通过软件内部算法实现输出恒定温度下待测粉体的红外发射率值。

HIE-Ⅱ型便携式粉体材料红外发射性能测试系统测试原理图